电容触摸屏及用于制作触摸屏的策略性几何形状隔离图案化方法技术

使用一种被称为策略性几何形状隔离（SGI）的新图案化技术，以使用激光烧蚀使导电薄膜结构图案化。除了ITO薄膜之外，也可使用SGI以使服从用激光或其它定向的能量束烧蚀的任何其它导电薄膜图案化。代替于烧蚀ITO的较大区域以形成MIPC中的下伏层可通过其投影电容场的ITO空隙，SGI图案化技术涉及将原本被烧蚀的区域保留在适当位置，但将其电隔离。可用烧蚀路径的单个通过来完成这些区域的电隔离。在使用中，所述电隔离区域以类似于所述ITO空隙/烧蚀区域的方式运转，从而允许下伏电容场通过其进行投影。由所述电隔离区域提供的用于组合层的耦合增强了所述下伏层的所述电容场。

【技术实现步骤摘要】
电容触摸屏及用于制作触摸屏的策略性几何形状隔离图案化方法相关申请案本申请案是申请号为200980147743.9、专利技术名称为“电容触摸屏及用于制作触摸屏的策略性几何形状隔离图案化方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术大体上涉及电容触摸屏，且更明确地说，用于制作电容触摸屏的方法。
技术介绍
触摸屏为可感测手指或其它被动对象（例如，触笔）的触摸位置的显示器。触摸屏很常见，且用于从现金出纳机到自动出纳机到手持式装置范围内的应用。使用若干技术用于触摸屏，包含电阻性触摸屏面板、表面声波技术、应变计式配置、光学成像、分散信号技术、声音脉冲识别以及电容触摸屏面板。电容触摸屏使用在许多应用中，包含AppleiPhone。电容触摸屏的面板通常涂有存储电荷的材料，因此能够将连续的电流传导穿过传感器。用于电容触摸屏的一种常见结构为涂有例如氧化铟锡（ITO）等导电材料的塑料薄膜。传感器在水平轴和垂直轴两者上展现存储电荷的精确受控的场，从而获得电容。因为从技术上说人体也是具有存储电荷的电装置，所以其也展现电容。因此，在触摸面板时，少量的电荷被吸引到面板上的触摸点，从而引起电容层上的电荷减少。所述面板还包括位于角落处的测量电容层上的电荷的电路。可测量电荷的相对改变，且接着可将信息发送到用于处理的控制器以确定触摸的精确位置。通常称作ITO薄膜的涂覆ITO的聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或聚萘二甲酸乙二酯（PEN）薄膜广泛用于制造电容触摸屏中。这些薄膜也用于制造从简单的电加热器到高度复杂的平面屏彩色显示器的范围内的电子组件。ITO导电，且PET或PET介电。类似于由铜导体和作为载体的玻璃纤维电介质组成的典型印刷电路板，ITO充当导体，且PET或PEN薄膜充当用于ITO的载体和绝缘体。然而，不同于铜，ITO是透明的，从而使得其理想使用于例如触摸屏等应用中。ITO通常以连续辊的形式进行生产，且被切割成一定尺寸以满足最终应用的要求。类似于印刷电路板，这些薄膜有时要求额外处理，在此期间通过移除ITO涂层而将图案蚀刻到薄膜上。此工艺允许形成类似于印刷电路板的电路。在工业中使用若干种不同的工艺以蚀刻薄膜中的ITO。这些工艺中的一者为激光烧蚀。激光烧蚀是一种通过将激光束轰击到ITO薄膜上来将ITO从ITO薄膜中移除的工艺。如在现有技术图1中所描绘，通过将激光束轰击到ITO薄膜上来将ITO从ITO薄膜中移除。ITO薄膜上的ITO在激光束接触ITO的地方吸收激光能量，从而烧蚀自己。此举有效地允许在ITO上形成图案，使得薄膜上具有ITO的区域导电，且不具有ITO的那些区域介电。此举有效地使得形成电路的基本构建块，其中ITO区域导电且烧蚀区域介电。通常在激光烧蚀期间使用脉冲激光，但如果激光的强度足够高，那么也可使用连续波激光束。如在现有技术图2中所描绘，可使用激光烧蚀来移除ITO的较大区域以形成较大的ITO烧蚀区。然而，此种技术耗时、低效且昂贵，因为激光的多次邻近的通过对烧蚀整个区域是必要的。例如，如果激光束宽度为30μm，那么将需要333次邻近的通过以烧蚀具有10mm宽度的区。用在烧蚀工艺中的激光束的特征和物理性质通常将烧蚀路径（激光束的宽度）限制为不大于100μm。因此，为了获得要求ITO烧蚀的较大区域（例如，100mm2的区域）的图案，必须烧蚀多条邻近的线。这是一种非常耗时且低效的工艺，因为要每次在一条线上来回重复地引导激光以烧蚀大于烧蚀路径的区域。在用于制造在ITO薄膜上具有要求蚀刻/烧蚀ITO的较大区域的图案的电容触摸屏时，此工艺变得尤其低效且经济上不可行。因此，例如化学蚀刻等其它工艺通常用于要求移除ITO的较大区域的图案。然而，化学蚀刻的缺点是其要求使用且处置有毒和危险的化学药品、广泛的工艺装备和设施、以及在用于待生产的每一不同图案的工艺设计和装置中大量投资时间和努力。因此，大体上仅对于给定图案的大量生产而言是经济上和实际上可行的。经常使用其中若干个ITO薄膜堆叠在一起的多层配置来制作电容触摸屏。这种类型的电容触摸屏构造被称为多层交叉投影的电容触摸屏（MIPC）。在第2004/0119701A1号的美国专利申请公开案中揭示此类现有技术MIPC结构的实例，所述公开案特此以引用的方式完全并入本文中。在MIPC结构中，ITO薄膜的个体单独层并入有当装配在一起时交叉的图案。所述交叉使得下伏层通过在上方层中的较大ITO空隙来投影电容场。由于先前认为需要较大的ITO空隙来使其起作用，且由于上文所描述的在较大区域上方使用激光烧蚀的缺点，所以通常已使用化学蚀刻工艺而不使用激光烧蚀来制作MIPC。这已导致MIPC仅用于可有效且经济地使用化学工艺的大量产品。通常由图案化ITO或其它导电薄膜的多个个体层形成MIPC触摸屏，如在现有技术图3a、图3b和图4中所描绘。由ITO薄膜或其它类似的导电薄膜材料形成个体层结构20、22。通过在除了图案24区域的全部区中移除ITO而在层结构20的表面上形成电连接垫26的第一图案24。在烧蚀区28中，暴露了下伏聚合物材料29，大体上为PET或PEN。类似地，通过在除了图案30区域的全部区中移除ITO而在层结构22的表面上形成电连接垫32的第二图案30。再次在烧蚀区34中，暴露了下伏聚合物材料35，大体上为PET或PEN。一般来说，通过使用掩模或其它此类结构的化学方法来在这些现有技术结构中执行烧蚀ITO材料，以界定图案24、30。如在图4和图5中所描绘，接着堆叠层结构20、22以形成MIPC结构36。层结构22定位在层结构20的下方，其中图案30的垫32与上覆图案24的垫26之间的烧蚀区28对齐。接着，可覆盖透明聚合物材料的顶部层38，以便呈现触摸表面40。在使用中，通过层结构20的聚合物材料29向上“投影”垫32的电容。除了与烧蚀ITO的较大区域以形成烧蚀区28、34相关联的缺点之外，存在与这些现有技术方法和结构相关联的至少两个其它缺点。第一，下伏垫32位于比垫26离触摸表面40更大的距离处，且必须通过聚合物材料29进行投影。这导致层结构22大体上具有小于层结构20的灵敏度，从而要求控制器电路中的适当补偿以保证准确性。而且，ITO材料不发射入射在其上的100％的光。因此，图案区域24、30将发射通过比烧蚀区域28、34少的光。在堆叠层结构20、22时，电连接图案24中的垫26的桥区域42和电连接图案32中的垫30的桥区域44覆盖在完成的MIPC结构36中的点46处。如果图案24、30的ITO材料足够厚，那么这些点46可为肉眼可见的，从而在完成的触摸屏上呈现不需要的点图案。因此，在现有技术MIPC触摸屏中，大体上将ITO材料制作得足够薄以避开此效应。但，随着ITO层制作得越薄，图案24、30的电阻增加，从而减少灵敏度。工业中，存在对克服现有技术方法的缺点的制作MIPC及其它电容触摸屏的方法的需要。
技术实现思路
本专利技术的实施例解决了工业的需要，且克服了用于生产电容触摸屏（且尤其是MIPC）的现有技术方法的缺点。根据实施例，使用一种下文称为策略性几何形状隔离（SGI）的新图案化技术，以使用激光烧蚀使导电薄膜结构图案化。除了ITO薄膜之外，也可使用SGI以使服从用激光或其它定向的能量束烧蚀的任何其它导电薄膜图案化。根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作多层交叉投影的电容触摸屏的方法，其包括：通过使用定向的能量束烧蚀装置在涂在介电材料上的导电材料中界定由所述导电材料形成的多个电互连区和与所述电互连区邻近且交替散布的由所述导电材料形成的多个电隔离区，来生产第一实质上透明的屏幕层；通过使用所述定向的能量束烧蚀装置在涂在介电材料上的导电材料中界定由所述导电材料形成的多个电互连区和与所述电互连区邻近且交替散布的由所述导电材料形成的多个电隔离区，来生产第二实质上透明的屏幕层；以及在所述第一层上叠加所述第二层，使得用所述第二层的电隔离区覆盖所述第一层的所述电互连区中的每一者，且用所述第二层的电互连区覆盖所述第一层的所述电隔离区中的每一者。

【技术特征摘要】
2008.11.06 US 61/112,0641.一种制作多层交叉投影的电容触摸屏的方法，其包括：通过使用定向的能量束烧蚀装置在涂在介电材料上的导电材料中界定由所述导电材料形成的多个电互连区和与所述电互连区邻近且交替散布的由所述导电材料形成的多个电隔离区，来生产第一实质上透明的屏幕层即第一层，其中每个电互连区由多个直接连接的电连接垫构成；通过使用所述定向的能量束烧蚀装置在涂在介电材料上的导电材料中界定由所述导电材料形成的多个电互连区和与所述电互连区邻近且交替散布的由所述导电材料形成的多个电隔离区，来生产第二实质上透明的屏幕层即第二层，其中每个电互连区由多个直接连接的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴哈尔·瓦迪亚，
申请(专利权)人：UICO公司，
类型：发明
国别省市：美国;US